El lago de Sanabria ese el lago más grande de origen glaciar del territorio nacional en cuanto a superficie y volumen. Presenta un valor no solo ecológico sino sociocultural e histórico, tanto en la región como en España. Como ecosistema lacustre, posee una gran biodiversidad y riqueza de especies y hábitats, si bien no es una masa de agua prístina, libre de presiones directas.
El lago de Sanabria se caracteriza por tener una variedad importante de hábitats a lo largo de sus orillas, así como praderas extensas de helófitos y macrófitos emergentes y sumergidos, lo que proporciona la gran diversidad del ecosistema. Esta diversidad favorece la existencia de una gran riqueza de especies faunísticas. El fitoplancton presenta una riqueza cercana a las 300 especies, de las que la mitad suelen ser relativamente frecuentes. En el litoral del lago se han inventariado más de 20 taxones de hidrófitos y helófitos, en el epifiton y epiliton del lago se han encontrado en torno a 250 taxones de diatomeas y más de 200 taxones de otros grupos de algas bentónicas.
Se han encontrado 40 especies entre copépodos, cladóceros y ostrácodos. La riqueza de macroinvertebrados también fue muy elevada, se encontraron 80 taxones de macroinvertebrados, destacando por su riqueza los efemerópteros (10 taxones), coleópteros (14 taxones), heterópteros (5 taxones), dípteros (11 taxones), odonatos (8 taxones) y tricópteros (15 taxones). El lago representa un “hot-spot” para la comunidad de odonatos, con la riqueza más alta conocida en España en un solo ecosistema, encontrándose entre 2016 y 2018 un total de 18 especies que se reproducen en la cubeta del lago, y hasta 25 especies que utilizan las orillas de la masa de agua para otras funciones. Presenta poblaciones de tres (Macromia splendens, Gomphus graslinii y Oxygastra curtisii) de las cuatro especies ibéricas incluidas en la Directiva de Hábitats (DH 43/92/CEE) y el LESRPE; así como ocho anisópteros incluidos en el Atlas de Invertebrados Amenazados de España. Destaca la reproducción de M. splendens catalogada “En peligro crítico de extinción” [criterios B1ab(i,ii,iii)+2ab(ii,iii)].
En lo que se refiere a vertebrados hay que destacar el buen estado de conservación que presentan (no en todo el litoral) dos anfibios ibéricos endémicos: la rana patilarga (Rana iberica) y el sapo pintojo (Discoglossus galganoi). Entre los peces en el lago destaca la población de la lamprehuela (Cobitis calderoni) que se reproduce en la cubeta y que presenta una estructura de edades muy naturalizada, r la presencia de la bermejuela (Achondrostoma arcasii), boga del Duero (Pseudochondrostoma duriense) y de la trucha pintona (Salmo trutta var. fario). La nutria paleártica (Lutra lutra) también es un visitante estacional del lago, siendo las orillas del ecosistema un punto clave como conector entre sus territorios del valle y de la Sierra Segundera.
Una de las principales presiones de la cuenca es el uso turístico, con una gran afluencia de visitantes especialmente durante el verano, existiendo 4 playas o zonas de baño principales repartidas en las orillas del sur y este del lago. Más recientemente, las concentraciones deportivas masivas, tanto dentro de la masa agua como en la cuenca alta, representan una presión creciente que produce masificación turística y erosividad en gran cantidad de senderos de montaña y en los cañones glaciares.
En la cuenca del lago hay una actividad ganadera de tipo extensivo, concentrada en las zonas de prados más húmedos en las inmediaciones del lago durante los meses invernales, así como en las zonas de prados de montaña de la sierra en la época estival. La ganadería no supone una entrada significativa de nutrientes en el lago en el balance general de la cuenca, si bien muestra efectos puntuales negativos en las zonas de prados cercanas al litoral de la orilla oeste durante determinadas épocas del año, en las que además provoca una fuerte erosión en los márgenes del lago.